Стаціонарні електричні розряди з однорідним випаровуванням електрода у вакуумі та їх застосування в джерелах плазми, іонів та термоіонному напиленні - Автореферат

Стаціонарні електричні розряди з однорідним випаровуванням електрода у вакуумі та їх застосування в джерелах плазми, іонів та термоіонному напиленніпоказано, що дуговий розряд з катодом, що однорідно випаровується у вакуумі, можливий лише при наявності термоемісії електронів з робочої речовини або матеріалу тигля, в який завантажена робоча речовина; розряд з випаровуванням робочої речовини з порожнистого тигля-катода у вакуумі подібний до розряду з витоком газу через трубку чи сопло у вакуум; встановлена залежність основних характеристик розряду від конструкції порожнини тигля-катода; досліджені енергетичні спектри електронів й іонів в розряді та пояснені їх особливості; розроблені напрямлені джерела плазми пари дорогоцінних металів, які мають високий коефіцієнт використання робочої речовини і керовану діаграму напрямленості потоку плазми; досліджені особливості діодного розряду з анодом, що випаровується у вакуумі; запропоновано і досліджено новий (тріодний) тип розряду з електродом, що випаровується у вакуумі; доведено, що використання додаткового третього електрода, який охоплює розрядний проміжок «катод - анод», суттєво збільшує коефіцієнт іонізації пари матеріалу анода, а режими іонізації залежать від режиму роботи розжареного катода - вимушеного або вільного, незалежно від наявності поздовжнього по відношенню до осі проміжку «катод - анод» магнітного поля; відкритий і пояснений ефект зриву діодного розряду радіальним електричним струмом; встановлені умови існування негативного плаваючого потенціалу в закатодному просторі прискорювачів плазми з електродом, що випаровується електронами з розжареного катода, і розроблені плазмові металізатори діелектриків на їх основі, які також ефективні і для одержання високоадгезійних, декоративних, зносостійких, зміцнюючих та інших газометалевих плівок; здійснено пучково-плазмовий розряд в парі матеріалу колектора електронів чи допоміжного електрода незалежно від їх провідності, хімічної активності, орієнтації по відношенню до електронного пучка в повздовжньому магнітному полі; розроблені методи одержанні плазми парів твердих тіл на основі пучково-плазмового розряду і вивчено мас-зарядовий склад плазми; розроблене універсальне джерело іонів газів і пари з цим розрядом; запропонований і досліджений пучково-магнетронний розряд на газах і парі твердих тіл; доведено, що подавання додатної напруги Vc на циліндр, який охоплює електронний пучок у повздовжньому магнітному полі, приводить до росту іонізації пари твердого тіла в обмеженій області величин Vc, якщо немає термоемісії з матеріалу електрода, що випаровується; при енергіях електронного пучка Е0 » 10 КЕВ для ефективної іонізації пари матеріалу колектора електронів необхідне магнітне поле з індукцією В ? 0,04 Тл і тиск пари над робочою речовиною Р0 ? 1 Па; виявлена і пояснена зонна структура горіння розряду при зміні В; розроблені оригінальні джерела плазми, що використовують цей тип розряду; досліджений несамостійний дуговий розряд з розжареним катодом в парі робочої речовини, яка випаровується електронним пучком, і на його основі створене оригінальне джерело плазми матеріалів, яким не властива термоелектронна емісія; методами мас-спектрометрії, зворотнього резерфордівського розсіювання іонів, рентгенівського флуоресцентного аналізу і оптики досліджений елементний склад плазми пари твердих тіл і наявність домішок матеріалу електродів розрядного проміжку в плазмі, що генерується; доведено, що в розряді з випаровуванням робочої речовини з порожнистого тигля-катода ці домішки знаходяться на рівні 10-4; в розряді в випаровуванням анода домішки складають <10-2; в розряді з електронним пучком <10-4. розроблений метод термоіонного напилення плівок і покриттів, який відрізняється від відомих тим, що діелектрик-підкладинку вміщують у потік високо іонізованої плазми пари робочої речовини, оточують його по периферії утримувачем з електропровідного матеріалу і подають на нього високий потенціал такої величини, щоб розпилення іонами робочої речовини перевищувало напилення, потім потенціал утримувача-провідника знижують до сотень вольт і напилюють високоадгезійну плівку.